Perpustakaan Digital ITB

PENGARUH MIKROORGANISME DAN KONSENTRASI BIODIESEL TERHADAP KOROSI TANGKI PENYIMPANAN BAJA KARBON Oleh Yustina Metanoia Pusparizkita NIM: 33017001 (Program Studi Doktor Teknik Kimia) Bahan bakar fosil maupun nabati disimpan pada sebuah tangki penyimpanan. Sebagian besar tangki penyimpanan hidrokarbon terbuat dari baja karbon karena sifatnya kuat dan harganya yang lebih murah. Walaupun demikian, baja karbon mudah terkorosi secara kimia maupun dengan pengaruh mikroorganisme (biokorosi). Penggunaan biodiesel sebagai campuran minyak diesel berpotensi meningkatkan korosi pada tangki penyimpanan hidrokarbon. Terlebih ketika di Indonesia, konsentrasi biodiesel sebagai campuran lebih tinggi dibandingkan negara lain yaitu mencapai 30% v/v. Hal ini disebabkan biodiesel bersifat higroskopis, mudah terkontaminasi mikroorganisme serta mudah terdegradasi, sehingga dapat dimanfaatkan oleh mikroorganisme sebagai sumber karbon, melakukan metabolisme, membentuk biofilm dan menyebabkan biokorosi. Dari sekian banyak spesies, Bacillus sp. mendominasi biodegradasi produk hidrokarbon dan dapat mempengaruhi korosi. Aktivitas Bacillus terbukti dapat meningkatkan laju korosi logam, terlebih dengan meningkatnya konsentrasi biodiesel dalam campuran dengan minyak diesel. Aktivitas mikroorganisme ini juga membentuk produk korosi berupa besi oksida serta kerusakan korosi sumuran. Namun, mekanisme mikroorganisme dalam mempengaruhi korosi seperti pemanfaatan biodiesel, metabolit yang dihasilkan serta pengaruhnya terhadap tingkat kerusakan korosi sumuran perlu diteliti lebih lanjut. Selain itu, hingga saat ini, jenis mikroorganisme yang dapat mempengaruhi korosi pada sistem penyimpanan campuran biodiesel dan minyak diesel (biosolar) di Indonesia belum teridentifikasi. Oleh karena itu, pada penelitian ini proses isolasi dilakukan dan kontribusi mikroorganisme lokal dipelajari untuk mengetahui permasalahan terkait biokorosi yang akan dihadapi khususnya pada tangki penyimpanan biosolar. Fenomena biokorosi pada tangki diteliti dengan melakukan simulasi penyimpanan yaitu perendaman baja karbon dalam medium biosolar. Pada tahap awal penelitian, Bacillus megaterium digunakan sebagai mikroorganisme model yang mengkontaminasi (pemilihan mikroorganisme berdasarkan studi literatur). Pertumbuhannya dianalisis dengan metode total plate count (TPC), sedangkan aktivitas produksi metabolit ektraseluler polimer atau extracellular polymeric ii substance (EPS) dan asam serta pengaruhnya terhadap korosi ditinjau berdasarkan analisis menggunakan SEM, titrasi asidimetri, gravimetri dan impedansi. Kerusakan korosi sumuran yang ditimbulkan dinilai secara kualitatif dan kuantitatif dengan pengamatan dan pengukuran menggunakan digital mikroskop. Proses identifikasi mikroorganisme lokal dilakukan dengan mengambil produk korosi baja karbon yang direndam selama dua bulan dalam minyak diesel, diseleksi berdasarkan kecepatan pertumbuhannya dan dianalisis spesiesnya dengan metode PCR 16S. rRNA. Salah satu jenis mikroorganisme yang teridentifikasi dari produk korosi yang terbentuk pada medium biosolar di Indonesia adalah Bacillus licheniformis. Studi literatur menunjukkan bahwa spesies ini dapat membentuk biofilm dan mempengaruhi korosi. Sama halnya pada spesies Bacillus megaterium yang digunakan sebagai mikroorganisme model, pengaruh aktivitas Bacillus licheniformis ditinjau berdasarkan analisis TPC dan gravimetri. Pembentukan biofilm dibuktikan dengan hasil SEM, sedangkan degradasi biodiesel dianalisis menggunakan GC-MS. Dampak korosi dari aktivitas Bacillus licheniformis diamati, diukur dengan digital mikroskop dan produk korosi yang terbentuk dianalisis dengan XRD. Hasil penelitian menunjukkan bahwa korosi yang terjadi pada sistem penyimpanan tidak sepenuhnya dipengaruhi oleh mikroorganisme. Korosi secara elektrokimia antara logam dan medium biosolar juga ikut berperan. Namun, secara umum kehadiran mikroorganisme meningkatkan laju korosi baja karbon dibandingkan pada kondisi steril. Konsentrasi biodiesel mempengaruhi pertumbuhan dan pembentukan biofilm kedua spesies pada permukaan baja karbon. Semakin tinggi konsentrasi biodiesel dalam medium, maka rata-rata pertumbuhan mikroorganisme semakin meningkat. Selama pertumbuhan, mikroorganisme akan menghasilkan EPS sebagai penyusun biofilm dan juga metabolit asam yang dapat mempengaruhi korosi. Akan tetapi, berdasarkan percobaan menggunakan Bacillus megaterium, kondisi asam yang tercipta di bawah biofilm tidak terlalu berpengaruh terhadap korosi dibandingkan dengan kondisi permukaan logam yang tidak seragam akibat terbentuknya biofilm. Seiring dengan peningkatan konsentrasi biodiesel, kehadiran Bacillus megaterium mempercepat laju korosi baja karbon sedangkan aktivitas Bacillus licheniformis justru memperlambat. Hal ini disebabkan Bacillus licheniformis menghasilkan senyawa metabolit yang bersifat sebagai inhibitor korosi. Selain mempengaruhi pertumbuhan mikroorganisme dan laju korosi baja karbon, peningkatan konsentrasi biodiesel juga berpengaruh terhadap kerusakan sumuran. Sumuran yang lebar dan dangkal terbentuk ketika mikroorganisme mendapatkan sumber karbon yang cukup dan biofilm cenderung menutupi permukaan logam secara merata. Kerusakan yang semakin meluas terlihat seperti korosi seragam serta meningkatkan kekasaran permukaan logam. Hal tersebut memudahkan dalam mendeteksi adanya kerusakan korosi dan mengevaluasi kelayakan serta umur tangki. Peristiwa korosi berdampak pada umur tangki. Secara umum korosi memperpendek umur tangki jika dibandingkan tanpa adanya korosi, walaupun iii tangki telah dibangun sesuai standar yang berlaku. Namun, terjadinya korosi tidak dapat dihindari. Selain mudah untuk dideteksi, tangki penyimpanan dapat bertahan lebih lama jika bentuk korosi sumuran lebar dan dangkal dibandingkan bentuk sumuran yang kecil dan dalam. Korosi sumuran yang dalam juga sangat dihindari karena dapat berdampak pada kebocoran tangki penyimpanan yang tidak terduga serta umur tangki yang tidak dapat diprediksi.